催化降低低温等离子体有害副产物臭氧的研究.doc

摘要:本次毕业设计采用的低温等离子体发生技术为电晕放电，电晕放电具有除尘消毒以及降低有害气态污染物的多重功效，但是电晕放电会同时产生少量的有害气态副产物O3，形成二次污染。所以在采用电晕放电净化室内空气时，还需要采取一定措施确保放电产生的臭氧浓度低于室内空气质量标准值0.16mg/m3（1h均值）（GBT18883-200）。为了使这一技术更加具有意义和可行性，需要对其进行去除实验。之前已经有技术人员采用MnO2做催化剂进行O3去除实验研究，并且实验效果很好，因此我选用MnO2做催化剂来进行反应后处理方面的研究。

在不同放电极性和放电功率下，观测封闭小室内放电产生的O3浓度变化，发现O3浓度随放电时间持续增加，在前60min内保持线性增长，60min以后正电晕放电和负电晕放电下O3浓度均达到动态平衡。达到动态平衡时，臭氧发生量为0.5ppm。可知O3浓度主要同放电功率相关，与放电极性无关。放电功率越大，O3发生量越大。对比实验发现，相同的放电功率下NO2发生量约大于O3发生量一个数量级。

在此基础上，采用MnO2作为催化剂对放电产生的O3进行去除实验。MnO2催化剂可以快速高效的分解O3，O3分解效率达90%以上，而且O3去除效率与MnO2催化剂用量直接相关。MnO2催化剂同时对NO2具有高效的分解作用。分解效率达88%以上。

最后分析获知采用MnO2催化剂有效降低O3的方法及运行规律，为室内空气净化相关技术提供设计依据和有效运行参数。

关键词：低温等离子体；电晕放电；催化剂；臭氧

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 空气净化-1

1.2 低温等离子体-1

1.3 电晕放电-2

1.4 二氧化锰催化剂-2

1.5 研究目标-3

1.6 研究内容-3

2 实验建立-4

2.1 实验装置-4

2.2 实验仪器-5

2.3 参数选择-6

3 电晕放电产生O3-7

3.1 实验装置-7

3.2 放电产生O3-7

3.3 小结-9

4 催化去除O3-10

4.1 实验装置-10

4.2 臭氧去除效率-10

4.2.1 两层催化剂网下臭氧的去除效率-10

4.2.2 六层催化剂网下臭氧的去除效率-12

4.3 小结-13

结论-14

参考文献-15

致谢-17